El documento aborda la ionización del agua, su importancia en la función celular y presenta constantes de equilibrio. Se analizan ejemplos de cálculos de concentración de iones en soluciones y se introduce la escala de pH, que se basa en el producto iónico del agua. Además, se discuten las reacciones de neutralización y el papel de amortiguadores biológicos en la regulación del pH.

1. pH. Definición. Importancia,
indicadores
Lic. Christiam Albornos Andrade
Instituto Superior Daniel A. Carrión
Curso: Bioquímica General

2. Ionización del agua
• Tiende a ionizarse: [H+] y [OH-]
• Presenta una cte de equilibrio.
• Crucial en la función celular.
• Cte de equilibrio:
H2O H+ OH-+
A + B C D+
Keq =[C] [D]
[A] [B]
PRODUCTOS
REACTIVOS

3. • Las constantes de equilibrio son fijas y
características de cada reacción química.
• Están dadas a una determinada temperatura.
• Grado de ionización del agua (25°C) = 1 de
cada 107 moléculas se encuentra ionizada.
Keq = [H+][OH-]
[H2O]

4. • La concentración del agua (25°C): 55.5M
• Keq se han determinado mediante medidas de
conductividad electrica y se ha calculado en
1,8 x 10-16 M (25°C)
Keq = [H+][OH-]
[55.5M]
(55.5M)(Keq) = [H+] [OH-] = Kw
Producto iónico
del agua

5. • El producto [H+] [OH-] es igual 1 x 10-14 M2
• Si las [H+] y [OH-] son iguales
(55.5M)(1.8 x 10-16 M) = [H+] [OH-] = Kw
99.9 x 10-16 M2 = [H+] [OH-]
1.0 x 10-14 M2 = [H+] [OH-] = Kw
Kw = [H+] [OH-] = [H+]2
[H+] = √Kw = √1 x 10-14 M2
[H+] = [OH-] = 10-7 M

6. • Ya que el producto ionico del agua es constante,
siempre que la concentración de iones H+ sea
mayor que 1 x 10-7 M, la concentración de OH-
será menor que 1 x 10-7 M.
• Cuando la concentración de H+ es muy alta, la
concentración de OH- es muy pequeña.

7. Problemas ilustrativos
• El producto ionico del agua permite calcular la
concentración de H+, dad la concentración de
OH- y viceversa; los siguientes problemas lo
demuestran.
1. ¿Cuál es la concentración de H+ en una
solución de NaOH 0.1 M?
Kw = [H+] [OH-]
Despejando [H+] da
[H+] = Kw = 1 x 10-14 M2
[OH-] 0.1 M
[H+] = 10-14 M2 = 10-13 M
10-1M

8. 2. ¿Cuál es la concentración de OH- en una
solución en la que la concentración de H+ es
0.00013 M?
Kw = [H+] [OH-]
Despejando [OH-] da
[H+] = Kw = 1 x 10-14 M2
[H+] 0.00013 M
[H+] = 1 x 10-14 M2 = 7.7 x 10-11 M
1.3 x 10-4 M

9. La escala de pH representa las
concentraciones de H+ y OH-
• El producto ionico del agua Kw es la base de la
escala de pH.
• El término pH se define mediante la expresión
• Para una solución neutra a 25°C, [H+] = 1.0 x
10-7 M.
pH = - log 1 = - log [H+]
[H+]
pH = - log 1 = - log [1 x 107] = log 1.0 + log 107
[1 x 10-7]
pH = 0 + 7.0 = 7.0

15. • Se puede medir aproximadamente el pH de una
solución utilizando diversos colorantes indicadores:
– Tornasol - azul violeta(uso para análisis de pH acido: rojo-
anaranjado)
– La fenolftaleína - incoloro(pH acido: incoloro, pH alcalino:
rosado)
– Rojo de fenol - anaranjado (pH acido: amarillo, pH alcalino:
rojo)
• Determinaciones precisas: electrodo de vidrio
(pHmetro)
• pH afecta la estructura y actividad de macromoléculas
biológicas. Ej. Enzimas.

17. Neutralización
• Reacción química que ocurre entre un acido y
una base.
• Son generalmente exotérmicas.

18. Acidos, Bases y Amortiguadores
• ¿Acido? ¿Base?
• ¿Base conjugada?

19. ¿pH?

21. Tampones Biologicos
• Acido carbonico /bicarbonato (pKa=6.1)
• Fosfato (pKa = 6.8)
• Hemoglobina (pKa= 7.16)
• Aminoacidos:
– NH2 = NH3
+ (pKa= 9)
– COOH = COO- (pKa= 2)

22. Ecuación de Henderson y Hasselbalch
• Fórmula química para calcular el pH de una
solución buffer => pka (cte de disociacion de
una acido)